2.5 Технологические процессы и теплотехническое оборудование сортопрокатного цеха

Основным ТТА сортопрокатного цеха является методическая нагревательная печь (МНП), которая предназначена для нагрева металлических заготовок (слябов или блюмсов) перед прокаткой. МНП бывают 2-х, 3-х, 4-х и т.д. зонные. 2-х зонные используются для заготовок небольшой величины, при нагреве массивных заготовок используются 3-х, 4-х и т.д. зонные МНП.

Термической обработкой называется совокупность технологических операций ее нагрева, выдержки и охлаждения в твердом состоянии с целью изменения ее структуры и создания у нее необходимых свойств: прочности, твердости, износостойкости, обрабатываемости или особых химических и физических свойств.

Предварительная термообработка (отжиг поковок) проводится непосредственно после ковки с целью предотвращения появления флокенов, снижения твердости, для облегчения последующей механической обработки, уменьшения остаточных напряжений и подготовки структуры под окончательную термообработку.

Окончательная термообработка (нормализация, закалка с высоким отпуском и т.д.) придает металлу требуемый уровень механических свойств, обеспечивает необходимую структуру.

Отжигом называется процесс термообработки, состоящий из нагрева стали до заданной температуры, выдержки при этой температуре и последующего медленного охлаждения.

На рисунке 2.4 приведена методическая нагревательная печь типа «труба в трубе», установленных в пяти зонах подвода тепла.

1 – горелки; 2-трубопроводы горячего воздуха; 3-газопроводы;

4 –радиационный рекуператор; 5-устройство для гидросмыва окалины;

6-гллесажные трубы; 7-рольганг выдачи.

Рисунок 2.4 – Схема методической нагревательной печи типа «труба в трубе»

2.6 Технологические процессы и теплоэнергетическое оборудование ТЭЦ

Структура ТЭЦ : в состав ТЭЦ АМК входят следующие основные цеха: котельный, турбинный, химводоочистки и электроцех.

ТЭЦ АМК вырабатывает одновременно как электрический ток, так и тепловую энергию. ТЭЦ АМК также вырабатывает сжатый воздух, который используется в доменных печах в качестве дутья. На ТЭЦ установлен ГУБТ, которая использует энергию избыточного давления доменного газа. Еще на ТЭЦ установлены турбогенераторы, вырабатывающие электроэнергию, используя пар, турбовоздуходувки. В котельном цехе установлены 8 паровых котлов: №1 – ЛМЗ 90т/ч, t-1200о, №2 – "Стерлинг" 90т/ч, t-1000о, №3, №4 – ТП-150 150т/ч, t-425о, №5 – ТП-170 170т/ч, t-510о, №6, №7 – ТП-220 220т/ч, t-540о.

1-паровой котел; 2-пароперегреватель; 3-паровая турбина; 4-электро генератор; 5-конденсатор; 6-конденсатный насос; 7-теплофикационные обры.

Рисунок 2.5 - Простейшая схема ТЭЦ

В паровом котле (1) сначала образуется влажный насыщенный пар, который направляется в пароперегреватель (2), где его температура повышается до заданного значения, т.е. получаем перегретый пар. Перегретый пар поступает в паровую турбину (3), где тепловая энергия превращается в механическую, т.е. вращается ротор паровой турбины. Затем в электрогенераторе (4) механическая энергия превращается в электрическую. Часть пара после отдельных ступеней отбирают и направляют тепловому потребителю. Основная часть отработанного пара после паровой турбины поступает в конденсатор (5), где при охлаждении водой полностью превращается в жидкость (конденсат). Он насосом (6) снова подается в котел. Давление в конденсаторе очень низкое. Основным элементом с схеме ТЭЦ является паровой котел.

1-насос; 2-топка; 3-пароперегреватель; 4-паровой котел; 5-экономайзер;

6-воздухоподогреватель; 7-дымовая труба; 8-дымосос; 9-вентилятор.

Рисунок 2.6 – Схема котельной установки с паровыми котлами

На рис. 2.6 представлена схема котельной установки с паровыми котлами. Установка состоит из парового котла (4), который имеет два барабана: верхний и нижний. Барабаны соединены между собой тремя пучками труб, образующими поверхность нагрева котла. При работе котла нижний барабан заполнен водой, верхний – в нижней части водой, а в верхней – насыщенным водяным паром. В нижней части котла расположена топка (2) с механической колосниковой решеткой для сжигания твердого топлива. При сжигании жидкого или газообразного топлива вместо решетки устанавливают форсунки или горелки, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами – обмуровкой.

Рабочий процесс в котельной протекает следующим образом. Топливо из склада подается транспортером в бункер, откуда оно поступает на колосниковую решетку топки. В результате горения топлива образуются дымовые газы – горячие продукты сгорания.

Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла и пароперегревателя (3), проходят через экономайзер (5) и воздухоподогреватель (6), где они также охлаждаются вследствие передачи тепла воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку. Затем значительно охлажденные дымовые газы при помощи дымососа (8) удаляются через дымовую трубу (7) в атмосферу. Дымовые газы от котла могут отводиться и без дымососа под действием естественной тяги, создаваемой дымовой трубой.

Вода из источника водоснабжения по питательному трубопроводу подается насосом (1) в водяной экомайзер, откуда после подогрева поступает в верхний барабан котла.

Из верхнего барабана котла вода по трубам опускается в нижний барабан, откуда по левому пучку труб она снова поднимается в верхний барабан. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана. Затем пар поступает в пароперегреватель (3), где за счет тепла дымовых газов он полностью подсушивается, и температура его повышается.

Из пароперегревателя пар поступает в главный паропровод и оттуда к потребителю, а после использования конденсируется и в виде горячей воды (конденсата) возвращается обратно в котельную.

Автоматизация – это применение комплекса средств, позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем. Автоматизация производственных процессов приводит к увеличению выпуска, снижению себестоимости и улучшению качества продукции, уменьшает численность обслуживающего персонала, повышает надежность и долговечность машин, дает экономию материалов, улучшает условия труда и техники безопасности. Автоматизация освобождает человека от необходимости непосредственного управления механизмами. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием. Автоматизация облегчает как умственный, так и физический труд человека.

Эксплуатация средств автоматизации требует от обслуживающего персонала высокой техники квалификации. По уровню автоматизации теплоэнергетика занимает одно из ведущих мест среди других отраслей промышленности. Теплоэнергетические установки характеризуются непрерывностью протекающих в них процессов. При этом выработка тепловой и электрической энергии в любой момент времени должна соответствовать потреблению (нагрузке). Почти все операции на теплоэнергетических установках механизированы, а переходные процессы в них развиваются сравнительно быстро. Этим объясняется высокое развитие автоматизации в тепловой энергетике. Автоматизация обеспечивает уменьшение численности рабочего персонала, т.е. повышение производительности его труда, увеличивает точность поддержания параметров вырабатываемого пара, увеличивает экономичность работы парогенератора.

Автоматизация парогенераторов включает в себя автоматическое регулирование, дистанционное управление, технологическую защиту, теплотехнический контроль, технологические блокировки и сигнализацию. Автоматическое регулирование обеспечивает ход непрерывно протекающих процессов в парогенераторе (питание водой, горение, перегрев пара и др.) Дистанционное управление позволяет дежурному персоналу пускать и останавливать парогенераторную установку, а также переключать и регулировать ее механизмы на расстоянии, с пульта, где сосредоточены устройства управления. Приборы ведут непрерывный контроль процессов, протекающих в парогенераторной установке, или же подключаются к объекту измерения обслуживающим персоналом или информационно-вычислительной машиной. Приборы теплотехнического контроля размещают на панелях, щитах управления по возможности удобно для наблюдения и обслуживания. Технологические блокировки выполняют в заданной последовательности ряд операций при пусках и остановках механизмов парогенераторной установки, а так же в случаях срабатывания технологической защиты. Блокировки исключают неправильные операции при обслуживании парогенераторной установки, обеспечивают отключение в необходимой последовательности оборудования при возникновении аварии. Устройства технологической сигнализации информируют дежурный персонал о состоянии оборудования (в работе, остановлено и т.п.), предупреждают о приближении параметра к опасному значению, сообщают о возникновении аварийного состояния парогенератора и его оборудования. Применяются звуковая и световая сигнализация. Эксплуатация котлов должна обеспечивать надежную и эффективную выработку пара требуемых параметров и безопасные условия труда персонала. Для выполнения этих требований эксплуатация должна вестись в точном соответствии с законоположениями, правилами, нормами и руководящими указаниями, в частности, в соответствии с "Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов".